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這個(gè)問題其實(shí)是很容易讓人迷惑的，因?yàn)楦鞣N因素交織在一起，其實(shí)中間隱含著幾個(gè)不同的問題：

為什么冷卻塔的側(cè)面是曲面的？

為什么這種曲面是雙曲面形狀的？

為什么上面的開口小？

以下是對(duì)其中因素主次程度及其他原因的分析：

首先一開始的冷卻塔是有各種形狀，如直筒和八邊形筒。

而在Iterson在1915年發(fā)明了雙曲面型塔后, 這種構(gòu)型在熱電站中迅速流行，那么為什么會(huì)有這種轉(zhuǎn)變呢？答案是規(guī)模，隨著大型火/核電站的出現(xiàn)而有了這種自然通風(fēng)式雙曲面冷卻塔。

這是一個(gè)關(guān)系鏈：1 電站裝機(jī)增大——2 需要建更大規(guī)模的冷卻塔——3 冷卻能力受面積和高度的直接影響，因此冷卻塔要更高更大——4 高大的圓筒狀結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，即使建造出來(lái)成本也很高——5 需要用經(jīng)濟(jì)的手段建造大型冷卻塔——6 雙曲面塔較經(jīng)濟(jì)

1和2不用解釋，過程3中需要一個(gè)公式，即冷卻的能力（單位面積抽力）只和冷卻塔的高度和內(nèi)外氣體密度差有關(guān)，因此冷卻塔造得越來(lái)越高，現(xiàn)如今通常都在100米以上，而新造塔都超過了160米甚至出現(xiàn)很多超過200米的塔。

這就造成了4中的問題，不管用混凝土還是鋼結(jié)構(gòu)，200米高的直墻都是很不穩(wěn)定的，要讓它承受風(fēng)阻和變形就得加厚或者加大量鋼筋，導(dǎo)致一個(gè)塔會(huì)像摩天大樓一樣，成本無(wú)法接受。

因此，在5中，我們得找一種經(jīng)濟(jì)的手段讓冷卻塔成本降低，那就是殼狀曲面結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)曲率能夠產(chǎn)生強(qiáng)度。

這是因?yàn)榍娴母咚骨史?，大數(shù)學(xué)家高斯提出的“絕妙定理（Theorema Egregium）”中可以推論：你可以隨意彎曲一個(gè)曲面，只要你不拉長(zhǎng)、壓縮或者撕裂它，高斯曲率一定不會(huì)變?？梢姡耗隳门_的方式，很可能是錯(cuò)的。

換言之，對(duì)于高斯曲率非0的結(jié)構(gòu)，只有它被撕裂或超出材料承受能力時(shí)高斯曲率才會(huì)發(fā)生變化，因此曲面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形能力是非常強(qiáng)的。

因此我們要將冷卻塔建造為曲面的形狀。這里要注意的是，圓柱形和錐形的結(jié)構(gòu)其高斯曲率是0，也就是說(shuō)可以用一個(gè)平面卷成圓柱或圓錐，因此其強(qiáng)度是不如其它曲面的。

所有的薄殼曲面結(jié)構(gòu)都具有高強(qiáng)度和節(jié)省材料的特點(diǎn)，也有其他形狀和材料的冷卻塔，對(duì)于結(jié)構(gòu)的探索是永無(wú)止境的。

目前典型的大型冷卻塔大約高 150m , 底部直徑大約是 150m , 就是說(shuō), 它的底部可以容納一個(gè)足球場(chǎng)。然而它的厚度卻很薄，超薄處只有 20cm。如果將冷卻塔成比例地縮小到雞蛋殼直徑 大小, 則它比雞蛋殼還要薄，僅及雞蛋殼厚度的1/5。

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